DE1233516B - Process for machine arc deposition welding of metals with a consumable electrode - Google Patents
Process for machine arc deposition welding of metals with a consumable electrodeInfo
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Description
Verfahren zum maschinellen Lichtbogen-Auftragschweißen von Metallen mit abschmelzender Elektrode In der Technik ist es oftmals notwendig, empfindliche oder hochbeanspruchte Teile, insbesondere aus Stahl, vor dem Angriff korrodierender Medien zu schützen. Hierzu gibt es zwei Möglichkeiten, nämlich die Walzplattierung der empfindlichen Werkstücksoberflächen mit einem korrosionsunempfindlichen Werkstoff oder die Auftragschweißung einer derartigen Werkstoffes, auch Schweißplattierung genannt. Aus fertigungstechnischen Gründen scheidet die Walzplattierung bei größeren Kesselwandstärken aus. Solche Teile sind beispielsweise in der chemischen Industrie und Reaktordruckkessel. In vielen Fällen greift man daher zur Auftrag schweißung. Da Walzplattierungen oft größere Bindefehler aufweisen, wird auch allein aus diesem Grund vielfach die Auftragschweißung vorgezogen.Process for machine arc deposition welding of metals with consumable electrode In technology it is often necessary to use sensitive or highly stressed parts, especially those made of steel, from corrosive attack Protect media. There are two ways of doing this, namely roll cladding the sensitive workpiece surfaces with a corrosion-resistant material or the overlay welding of such a material, also weld cladding called. For manufacturing reasons, roll cladding is different for larger ones Shell wall thicknesses. Such parts are for example in the chemical industry and reactor pressure vessel. In many cases, build-up welding is therefore used. Since roll claddings often have major bonding defects, this alone also becomes For this reason, overlay welding is often preferred.
Es sind Unterpulver = Auftragschweißverfahren bekannt, bei denen ein geringer Einbrand und eine glatte Oberfläche, vorzugsweise an gekrümmten Behältern, dadurch erreicht werden soll, daß mehrere linear fortschreitende Schweißraupen in Abstand voneinander geschweißt werden und anschließend der Zwischenraum mit grobkörnigem Metallpulver ausgefüllt wird, welches mit der gleichen Schweißeinrichtung und nach dem gleichen Verfahren, d. h. mit gleicher Stromstärke und Vorschubgeschwindigkeit der Schweißelektrode, zum Schmelzen gebracht wird (vgl. USA.-Patentschrift 3 022 413).There are known sub-powder = deposition welding processes in which a low penetration and a smooth surface, preferably on curved containers, is to be achieved in that several linearly progressing weld beads in Distance from each other are welded and then the gap with coarse-grained Metal powder is filled, which with the same welding device and after the same procedure, d. H. with the same amperage and feed rate the welding electrode, is brought to melt (see U.S. Patent 3 022 413).
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum maschinellen Lichtbogen-Auftragschweißen von Metallen mit abschmelzender Elektrode zu schaffen, das sich durch einen sehr geringen Einbrand (weniger als 5°/o, bezogen auf die Auftragshöhe) auszeichnet und trotz des geringen Einbrandes Bindefehler im Grenzbereich zweier nebeneinandergelegter Schweißraupen weitgehend vermeidet.The object of the invention is to provide a method for machine arc deposition welding of metals with a consumable electrode to create a very low penetration (less than 5%, based on the application amount) and despite the low level of burn-in, a lack of fusion in the border area of two adjacent ones Largely avoids welding beads.
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß dem Lichtbogen in an sich bekannter Weise ein stromloser Zusatzdraht zugeführt wird, daß mit pendelndem Schweißkopf eine Auftragsraupe ohne überlappung an eine andere gelegt wird und daß darauf die Zwickel zwischen je zwei Auftragsraupen mit vorzugsweise demselben Schweißkopf ohne Pendeln ausgefüllt werden.According to the invention this is achieved in that the arc in a manner known per se, a currentless additional wire is fed that with pendulum Welding head one application bead is placed on another without overlapping and that then the gusset between two application beads, preferably with the same welding head can be filled in without commuting.
Durch die Verwendung des stromlosen Zusatzdrahtes kann der Einbrand sehr niedrig gehalten werden. Insbesondere kann durch Steuern des Abbrennverhältnisses zwischen dem Zusatzdraht und der Drahtelektrode die Einbrandtiefe weitgehend beeinflußt werden. Trotz der geringen Einbrandtiefe ist durch den zusätzlichen Verfahrensschritt - dem Ausfüllen der Zwickel mit einer linear fortschreitenden Schweißraupe - sichergestellt, daß im Grenzbereich zweier Schweißraupen Bindefehler weitgehend vermieden werden.By using the currentless additional wire, penetration be kept very low. In particular, by controlling the burn-off ratio between the additional wire and the wire electrode largely influences the penetration depth will. Despite the small penetration depth is due to the additional process step - the filling of the gusset with a linearly advancing weld bead - ensured, that in the border area of two weld beads, binding errors are largely avoided.
Mit Vorteil wird im Anschluß an die erste Auftragsraupe eine weitere Auftragsraupe geschweißt und werden hierauf abwechselnd je eine Zwickelraupe ohne Pendeln sowie eine Auftragsraupe mit Pendeln geschweißt. Dadurch werden Störungen, wie sie beim überlappenden Aneinanderlegen von zwei Schweißraupen durch das Einstechen des Zusatzdrahtes in die bereits festliegende Schweißraupe auftreten können, mit Sicherheit vermieden.A further bead is advantageously used after the first application bead Application bead welded and are then alternately one gusset bead without Pendulums as well as an application bead welded with pendulums. This eliminates disturbances like when two weld beads are laid one next to the other by grooving of the additional wire can occur in the already fixed weld bead with Avoided security.
Zur näheren Erläuterung des Verfahrens gemäß der Erfindung dienen die F i g.1 und 2.Serve to explain the method according to the invention in more detail Figs. 1 and 2.
F i g. 1 zeigt eine Schweißvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung; F i g. 2 zeigt in perspektivischer Darstellung das Schweißen mehrerer nebeneinanderliegender Schweißraupen gemäß der Erfindung.F i g. 1 shows a welding device for carrying out the method according to the invention; F i g. 2 shows the welding in perspective several adjacent welding beads according to the invention.
In F i g. 1 ist eine Elektrodenführung mit 10 bezeichnet, die um das Gelenk 20 mit Hilfe einer Herzkurve 30 hin und her bewegt wird. Die Einstellung der Schweißelektrode in der Y-Richtung, also senkrecht zum Werkstück, geschieht über eine entsprechende Drehung des Gabelstückes 19 auf dem Zapfen 190, wobei eine nicht dargestellte Feststellmöglichkeit vorgesehen ist. Die Schwenkung der Schweißelektrode geschieht, wie bereits erwähnt, über die Kurvenscheibe 30, die ein Hebelsystem, bestehend aus dem mit der Feder 27 angepreßten Abtaststift 29 und der Kontaktrolle 28 sowie dem Stützhebel 23 und dem Hebelansatz 21, betätigt. Die Amplitude der Schwenkbewegung wird durch Verschiebung der gelenkigen Verbindungsstelle 22 zwischen den Hebeln 23 und 21 eingestellt. Im Inneren der Elektrodenführung 10 wird der »heiße« Schweißdraht 8, von dessen Ende der Lichtbogen gegen das Werkstück brennt, geführt und von den Transportrollen 11 aus dem Magazin 12 kontinuierlich nachgeschoben. Der Schweißstrom aus dem Gleichstromgenerator 3 wird über ein Steuergerät 2 dem Punkt 7 an der Elektrodenführung 10 sowie dem Punkt 4 am Werkstück zugeführt. An der Elektrodenführung 10 ist über einen Seitenarm 18 ein weiterer Elektrodenführungskopf 15 angebracht, der einen zweiten Schweißdraht - Kaltdraht genannt, da von ihm aus kein Lichtbogen brennt - über die Rollen 16 aus dem zweiten Magazin 17 der Schweißstelle zuführt. Die Bewegung der Schweißelektrode wird durch die Herzkurve 30 gesteuert.In Fig. 1, an electrode guide is designated by 10, which is moved to and fro around the joint 20 with the aid of a cardiac curve 30. The setting of the welding electrode in the Y-direction, that is perpendicular to the workpiece, takes place via a corresponding rotation of the fork piece 19 on the pin 190, with a locking possibility, not shown, being provided. The pivoting of the welding electrode takes place, as already mentioned, via the cam disk 30, which actuates a lever system consisting of the tracer pin 29 pressed by the spring 27 and the contact roller 28 as well as the support lever 23 and the lever attachment 21. The amplitude of the pivoting movement is set by moving the articulated connection point 22 between the levers 23 and 21. Inside the electrode guide 10, the “hot” welding wire 8, from the end of which the arc burns against the workpiece, is guided and continuously pushed in from the magazine 12 by the transport rollers 11. The welding current from the direct current generator 3 is fed via a control device 2 to point 7 on electrode guide 10 and point 4 on the workpiece. A further electrode guide head 15 is attached to the electrode guide 10 via a side arm 18, which feeds a second welding wire - called cold wire, since no arc burns from it - via the rollers 16 from the second magazine 17 to the welding point. The movement of the welding electrode is controlled by the heart curve 30.
Die Menge des zugeführten »kalten« Schweißdrahtes wird so eingestellt, daß sie annähernd gleich oder größer als die Menge des »heißen« Schweißdrahtes ist. Der kalte Schweißdraht braucht dabei nicht dicker zu sein als der heiße. Vielmehr kann in der gleichen Zeit ein größeres Volumen aus dünnerem als aus stärkerem Kaltdraht im Schweißbad geschmolzen werden, da die Oberfläche eines Drahtes, bezogen auf sein Gewicht oder Volumen, mit kleiner werdendem Radius größer wird und damit eine bessere Wärmeübertragung ermöglicht.The amount of "cold" welding wire fed in is set in such a way that that it is approximately equal to or greater than the amount of "hot" welding wire. The cold welding wire does not need to be thicker than the hot one. Much more can produce a larger volume from thinner than from thicker cold wire in the same time be melted in the weld pool as the surface of a wire to be based on Weight or volume, as the radius becomes smaller, it becomes larger and therefore a better one Allows heat transfer.
An Stelle eines dünnen Drahtes kann selbstverständlich auch ein Band oder eine Folie verwendet werden.Instead of a thin wire, a ribbon can of course also be used or a foil can be used.
Durch die Zähigkeit des Schweißgutes wird ein Vorlaufen desselben und eventuell auch seitliches Überhängen der Raupe verringert bzw. ganz verhindert. Die Verschweißung zwischen nur schwach überhitztem zähem Schweißgut und gleichfalls im wesentlichen nur über dieses Schweißgut oberflächlich auf Schmelztemperatur gebrachten Grundwerkstoff verursacht dabei eine nur sehr geringe Einbrandtiefe von weniger als 511/o der Auftragshöhe und daraus wiederum die erwarteten, für den Gebrauch und die Weiterverarbeitung der Werkstücke vorteilhaften technischen Eigenschaften.The toughness of the weld metal causes it to run ahead and possibly also lateral overhanging of the caterpillar reduced or completely prevented. The weld between only slightly overheated tough weld metal and likewise essentially only superficially brought to melting temperature via this weld metal The base material causes only a very small penetration depth of less than 511 / o of the order amount and from this, in turn, the expected for use and the further processing of the workpieces with advantageous technical properties.
Die Lamellen stehen dabei nahezu senkrecht auf der Werkstücksoberfiäche. Durch diesen Aufbau der Schweißraupe ergibt sich eine sehr ebene und glatte Oberfläche, die gegenüber einer abgedrehten eine wesentlich geringere Rauhigkeit aufweist, was sich ; im Hinblick auf das Korrosionsverhalten nur günstig auswirken kann. Die Kosten einer nachfolgenden Oberflächenbearbeitung können darüber hinaus eingespart werden.The lamellas are almost perpendicular to the workpiece surface. This structure of the weld bead results in a very even and smooth surface, which has a significantly lower roughness compared to a machined one, which themselves ; can only have a beneficial effect in terms of corrosion behavior. The costs A subsequent surface treatment can also be saved.
Wenn es sich um die Auftragschweißung größerer Flächen handelt, was normalerweise üblich ist, so muß, da die Pendelamplitude nicht beliebig groß gemacht werden kann, Schweißraupe an Schweißraupe gesetzt werden.When it comes to overlay welding of larger areas, what Usually, it must, since the pendulum amplitude is not made arbitrarily large can be set, weld bead to weld bead.
Für den Fall der Aneinanderreihung von Schweiß- c raupen ergibt sich beim Auftragen der neuen Schweißraupe an die alte Schweißraupe eine Querschnittsvergrößerung des Grundmaterials und damit andere Aufwärmungsverhältnisse. Zur Vermeidung von Bindefehlern zwischen den beiden Schweiß- f raupen unter der Stoßstelle könnte beispielsweise die Geschwindigkeit der Schweißelektrode so gesteuert werden, daß sie an diesem Stoßpunkt etwas länger verweilt. Auf diese Weise wird es möglich, im überlappungsbereich Bindefehler mit Sicherheit zu verleiden und gleichzeitig einen glatten Übergang zu erzielen, wobei zusätzlich durch Abstoppen oder Verlangsamen der Kaltdrahtzufuhr an dieser Stelle, an der sowieso weniger Schweißmaterial gebraucht wird, eine größere Wärmemenge zugeführt wird, ohne daß dabei ein tieferer Einbrand in das Grundmaterial hinein erfolgt.For the case of stringing welding beads, the result is when applying the new weld bead to the old weld bead, an increase in cross-section of the base material and thus other warming conditions. To avoid For example, there could be defects in the joint between the two weld beads under the joint the speed of the welding electrode can be controlled so that they at this The impact point lingers a little longer. In this way it becomes possible in the overlapping area To avoid blemishes with certainty and at the same time a smooth transition to achieve, additionally by stopping or slowing down the cold wire feed at this point, where less welding material is needed anyway, a larger one Amount of heat is supplied without a deeper penetration into the base material takes place into it.
Ein anderer Weg, der zu sehr guten Ergebnissen führt, d. h., zu weitgehender Bindefehlerfreiheit im Grenzgebiet zweier Schweißraupen, wird mit der Erfindung beschritten. Dieser Weg ist in F i g. 2 dargestellt. Die Schweißraupen werden mit normaler Geschwindigkeitssteuerung ohne Überlappung nebeneinander angeordnet und die zwischen beiden verbleibende zwickelförmige Kehle durch beliebige Schweißverfahren ausgefüllt, vorteilhaft jedoch mit der gleichen Schweißeinrichtung, jedoch unter Weglassung von Pendelbewegung und Kaltdraht. Die zweckmäßige Reihenfolge der Schweißung ist in F i g. 2 durch Pfeile dargestellt. Zunächst wird Raupe I, dann Raupe II, dann Zwickelnaht Ia, dann Raupe III, dann Zwickelnaht IIa usw. geschweißt, es wird also sozusagen eine Pilgerschrittechnik angewandt. Dieses Verfahren bietet Vorteile in dreifacher Hinsicht.Another way that leads to very good results, i. i.e., too extensive With the invention, there is no lack of binding in the border area of two weld beads trodden. This route is shown in FIG. 2 shown. The weld beads are with normal speed control arranged side by side and without overlap the gusset-shaped groove remaining between the two by any welding process filled in, but advantageously with the same welding device, but below Omission of pendulum motion and cold wire. The appropriate sequence of welding is in Fig. 2 represented by arrows. First caterpillar I, then caterpillar II, then gusset seam Ia, then bead III, then gusset seam IIa etc. welded, it is So, so to speak, a pilgrim step technique applied. This method has advantages in three ways.
Bei überlappender Aneinanderlegung der Schweißraupen besteht die Gefahr, daß bei zu hoher Kaltdrahtgeschwindigkeit der Kaltdraht in die feste Nachbarraupe, wenn die Pendelung die überlappungsstelle erreicht, hineinspießt und dadurch Unregelmäßigkeiten und Störungen verursacht. Beim Nebeneinanderlegen der Schweißraupen entfällt diese Gefahr, und die Kaltdrahtgeschwindigkeit kann wesentlich erhöht werden. Das ist bei der Erarbeitung der Schweißdatenkombination für Einbrände unter 5% in manchen Fällen wesentlich.If the welding beads overlap, there is a risk of that if the cold wire speed is too high, the cold wire enters the fixed neighboring bead, when the pendulum reaches the point of overlap, it spikes and thus irregularities and causes disturbances. This is not necessary when the welding beads are placed next to each other Danger, and the cold wire speed can be increased significantly. That is when working out the welding data combination for penetrations below 5% in some Cases essential.
Der zweite Vorteil liegt darin, daß überlappungsbindefehler leichter und völlig sicher vermieden werden können. Schließlich können besonders bei warmrißempfindlichen Auftragsmaterialien Risse vermieden werden, die wegen der langen Schrumpfwege der breiten Raupen gelegentlich an den überlappungsstellen auftreten.The second advantage is that overlap binding errors are easier and can be avoided completely safely. Finally, especially in the case of heat cracks sensitive Application materials avoid cracks due to the long shrinkage paths of the broad caterpillars occasionally occur at the overlapping areas.
Die Raupen können hierbei entweder genau aneinandergrenzen oder mit Zwischenraum gelegt werden oder sich nur zum geringen Teil überlappen.The caterpillars can either border one another exactly or with Gaps are placed or only overlap to a small extent.
Die Schweißung von Raupe und Zwickelfüllung erfolgt dabei zweckmäßigerweise im Pilgerschrittverfahren.The welding of the bead and the gusset filling is expedient in the pilgrimage method.
Claims (2)
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DE1962S0078308 DE1233516B (en) | 1962-03-03 | 1962-03-03 | Process for machine arc deposition welding of metals with a consumable electrode |
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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Country | Link |
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